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分子篩價格(康尚制氧機價格)

文章分類:環保知識

日期:2021-03-16 02:55 1

分子篩合成碰上天花板,要另辟蹊徑縮短差距

科技日報記者曲健

近日,中石化旗下上海石化研究院合成的全新分子篩材料SCM-14正式獲得國際分子篩協會(IZA)授予的結構碼SOR,這是中國企業首次獲得分子篩的國際結構碼。在

IZA之前授予的總共235個結構代碼中,埃克森美孚獲得了21個,雪佛龍獲得了18個,處于遙遙領先的地位;國內企業記錄為零。

細微差別的差別世界

在A分子篩的骨架上,引入金屬離子,使其孔口變小——孔徑從原來B分子篩的0.54納米縮減為0.38納米,相當于頭發絲直徑(約0.07毫米)的十八萬分之一;兩者僅差了兩個原子,0.16納米而已,“選擇性卻有天壤之別”。上海石化研究院院長、綠色化工與工業催化國家重點實驗室主任楊為民解釋,這里的A、B,分別指代煤化工中甲醇制烯烴(MTO)的核心工藝,A是現在用的SAPO-34分子篩催化劑,B是原來用的ZSM-5分子篩催化劑。0.16納米的細微差別,使前者選擇率達到80%,而后者只有50%左右。 B分別指的是煤化工中甲醇制烯烴(MTO)的核心工藝,A是目前的SAPO-34分子篩催化劑,B是原ZSM-5分子篩催化劑。0.16納米的微小差異使前者的選擇性達到80%,而后者的選擇性僅為50%左右。

“30個百分點工業差別大”,楊偉民以單套60萬噸烯烴/年的工業裝置為例計算:每相差1個百分點相當于6000噸烯烴,30個百分點的年經濟效益為12億元。

這是不同分子篩結構不同,經濟效益不同的典型例子。工藝與普通篩一樣,篩孔更小,收獲更密集。

分子篩,顧名思義,就是這樣一種可以篩選分子的無機晶體材料。中國科學院院士、國際沸石分子篩協會副主席何明源稱之為納米級“微反應器”。作為一種重要的催化材料,它廣泛應用于石油化工過程中的離子交換、吸附分離和催化,在現代石油化工中具有不可替代的作用。

自主成功前后,價格兩天

納米級別,決定了這是一個精密制造和極限制造的問題。了解分子篩的結構與性能之間的關系并不容易,人工合成所需的分子篩更加困難。

充分理解分子篩結構與性能關系的微妙機制;在此基礎上,就會合成出你想要的那種分子篩。“現在還沒人能做到。”何明遠說。但畢竟埃克森美孚和雪佛龍起步更早,比我們更清楚更深刻,創新能力更強。

分子篩作為能帶來石油化工領域技術革命的核心材料,從應用于石油化工過程的第一天起,就受到國際石油化工巨頭的青睞。自20世紀70年代以來,埃克森美孚公司和雪佛龍公司在新型結構分子篩的創造和工業應用研究方面投入了大量資源。一旦實驗室合成了新的分子篩,他們立即向IZA提交了結構代碼申請,并獲得了身份標簽;如果分子篩非常適用,他們會在包括中國在內的很多國家申請專利,保護以分子篩為核心的一系列石化技術。如果他們被授權使用這些技術,我們將不得不支付巨額專利費用。楊偉民舉了這樣一個例子,外方要求自治成功前后兩天:過去乙苯的合成用的是液體酸,腐蝕污染很大;跨國公司開發了一整套以ZSM-5分子篩催化劑為核心的技術,在90年代初以非常高的價格賣給我們,形成了技術壟斷。為了打破壟斷,我們開發了一種制備乙苯的新技術。雖然我們使用的是ZSM-5分子篩,但它是作為活性組分來制備性能優異的自主催化劑的,價格只有國外的一半。當第一代產品剛剛誕生時 ”

合成方法上的創新思路

除了較早的時間因素,何明遠和楊偉民都提到,那些處于分子篩頂尖水平的大公司,對分子篩材料的研究和了解都比較深入,申請的專利和發表的論文水平都不亞于一流的大學和研究所;同時,他們也重視與后者的合作,把基礎研究與應用研究很好地結合起來。

在合成的具體技術路徑上,他們也談到了這些公司幾十年來開發出了非常有效的有機銨(胺)導向合成分子篩的策略。要想縮短差距,迎頭趕上,還不如在合成方法上創新思路,另辟蹊徑,比如使用特殊的模板,調整骨架元素的構成,因為目前還不能通過理性設計直接合成,過去幾十年能發現的東西幾乎都被發現了。新結構的重新發現面臨著天花板。

楊偉民提到“先進武器”——分子篩高通量合成與表征系統可以實現高效快速的分子篩合成與篩選。所謂高通量,過去人工一次合成一個,現在用高通量設備一次可以合成48個,大大提高了工作效率。有了這個系統,一年可以篩選2000-3000個左右的配方;其中70%-80%是無定形的,不是結晶的;就算是水晶,80%都是別人做的;經過數據庫篩選,只有4-5個不一樣,最后只有1-2個有價值。”這就是難點。".

加強基礎研究,加深對分子篩合成的認識;創新新結構分子篩研發策略,縮短研發周期。也許,我們有望在相對較短的時間內趕上這一領域。

科技日報

編輯:陳小奇

審核:關晶晶

北京大學

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